On raconte que c'est par hasard, en regardant osciller une lampe suspendue à une longue chaîne, que Galilée découvrit ce que l'on nomme l'isochronisme des oscillations d'un pendule. Cela signifie qu'une oscillation, qu'elle soit ample ou réduite, dure toujours le même temps. C'est cette observation qui est notamment à l'origine des horloges à balancier.
Ce qui détermine la durée d'une oscillation n'est pas la distance parcourue ; que vous écartiez fort ou à peine un poids suspendu au bout d'une ficelle verticale, il mettra le même temps pour revenir à son point de départ.
Le poids non plus n'a pas d'influence sur la durée. Le seul avantage d'un poids aussi élevé que le permet la résistance du fil c'est que les oscillations dureront plus longtemps.
Ce qui compte en réalité pour un même lieu c'est la longueur du balancier, et les musiciens qui utilisent un métronome le savent bien en déplaçant le poids sur la tige.
Faites-le vous-même
Il est facile de réaliser un chronomètre :
Prenez un poids quelconque, attachez-le au bout d'une ficelle suspendue à un support.
Prenez soin d'avoir une distance de 1 mètre entre le centre de gravité de votre poids et le point d'attache sur le support.
Faites osciller votre pendule et votre poids mettra 1 seconde pour faire un battement et 2 secondes pour revenir à son point de départ.
A votre avis, qu'obtiendrez-vous avec une longueur 2 fois, 4 fois plus courte, puis 2 fois, 4 fois plus longue ? Essayez et trouvez la loi qui relie le temps et la longueur de la corde.
Illustration de Ben War
Centre-Sciences
Gratuit